MUDANÇAS NA CRISTALIZAÇÃO
E PROPRIEDADES REOLÓGICAS DE SOLUÇÕES DE
POLI(ETILENO GLICOL) EM PRESENÇA DE ACETATO DE CELULOSE
Raquel
Nunes Pires (IC), Valdir Soldi (PQ), Bernhard A. Wolf (PQ)1,
Alfredo
T. Nunes Pires (PQ)
Departamento de Química – Universidade Federal de
Santa Catarina
88040-900
Florianópolis – SC
1Institut
fur Physikalische Chemie – Universitat Mainz, Alemanha
palavras
chave: poli (etileno glicol), acetato de celulose, reologia
O estudo das propriedades de polímeros
e/ou misturas de polímeros em solução permitem
uma avaliação das aplicações práticas
de sistemas poliméricos, bem como das condições
experimentais para se obter um determinado produto com propriedades
específicas. As propriedades reológicas de uma solução
polimérica podem depender de diferentes fatores, tais como:
solvente, temperatura, massa molar e grupos funcionais na cadeia
polimérica.
O objetivo deste trabalho foi estudar
o efeito da presença de acetato de celulose [AC] (Mn =
46000 g/mol) na cristalização e viscosidade de
soluções de poli(etileno glicol) [PEG] (Mn =
8900 g/mol) em cicloexanona (CHO), a diferentes temperaturas e
velocidades de cisalhamento.
Os
polímeros e solventes foram utilizados sem purificação
prévia. Inicialmente, foi avaliado a miscibilidade da blenda
PEG/AC em ausência de solvente. O filme sólido foi
obtido a partir de uma mistura de soluções de PEG e AC
em tetraidrofurano (THF) e posterior evaporação do
solvente a 40oC, para evitar a cristalização
do PEG. Análise térmica dos filmes homogêneos da
blenda de PEG/AC sugerem uma mistura imiscível, uma vez que a
temperatura de fusão permanece inalterada e as temperaturas de
degradação bem definidas, mantendo os mecanismos de
decomposição. A temperatura de cristalização
do PEG em solução de CHO foi acompanhada a diferentes
concentrações, variando de 10 para 25o C
para a faixa de 10 a 35% (m/m) de PEG. A presença do
componente amorfo (AC) na solução de PEG não
influenciou o tamanho dos cristalitos, observados num microscópio
de transmissão, com polari-zadores cruzados. As medidas de
visco-sidade foram obtidas num equipamento montado a partir de partes
óticas comerciais, utilizando um reometro Haake com controle
de taxa de cisalha-mento (Figura 1). A parte central consiste de um
sistema de rotor que permite medida simultânea da viscosidade
da amostra e da razão de intensidade I/Io, onde I
e Io denotam a intensidade de luz que passa através
da amostra (refletida pelo cilindro interno) e a intensidade de luz
incidente da fonte laser, respectivamente. Nesta configuração,
o equipamento pode ser
utilizado para a faixa de temperatura de 5 a 100oC e taxa
de cisalhamento de 1 a 350 s-1.
A
Figura 2 mostra uma curva da razão de intensidade em função
da temperatura para uma solução de PEG/CHO 15% m/m. A
temperatura ambiente esta solução é homogênea,
iniciando o processo de cristalização a 15oC,
conforme pode ser observado pela variação da taxa de
luz transmitida. A curva de aquecimento indica uma temperatura de
fusão superior, passando-se a ter a solução
homogênea a temperaturas superiores a 40oC. A
temperatura de cristalização do PEG para a faixa de
taxa de cisalhamento de 1 a 100 s-1 não varia,
sendo que a formação dos cristalitos altera a
viscosidade da solução, conforme pode ser observado na
figura 3. Para valores superiores da taxa de cisalhamento foi
observado aumento da temperatura de cristalização para
mesma solução. A adição de AC à
solução de PEG/CHO reduz a temperatura de cristalização
do componente semi-cristalino, conforme pode ser obser-vado na figura
4, para taxa de cisa-lhamento constante de 1 s-1.
Compor-tamento análogo foi observado para diferentes taxas de
cisalhamento. Concluindo, a blenda de PEG/AC é imiscível
e a temperatura de cristalização do PEG em solução
é influenciado pela taxa de cisalha-mento e presença de
um componente amorfo.
UFSC/CNPq
UFSC/CNPq